W sercu Drogi Mlecznej, w obłoku molekularnym G+0.693-0.027 oddalonym od Ziemi o około 27 000 lat świetlnych, po raz pierwszy wykryto bardzo złożoną cząsteczkę zawierającą siarkę — 2,5-cykloheksadien-1-tion o wzorze C₆H₆S. To największa znana dotąd cząsteczka siarkoorganiczna w przestrzeni międzygwiazdowej, licząca 13 atomów i strukturę pierścieniową, znacznie przewyższającą rozmiarem wcześniejsze związki siarki obserwowane w kosmosie.
Nowy etap w astrochemii
Do tej pory w przestrzeni kosmicznej obserwowano głównie proste cząsteczki zawierające siarkę, najczęściej o maksymalnie sześciu atomach, takie jak różne węglowodory siarkowe czy proste tlenki i siarczki. Odkrycie bardziej skomplikowanej, pierścieniowej struktury stanowi istotny krok w kierunku zrozumienia, jak z prostych gazów i pyłów mogą powstawać związki chemiczne bliższe tym spotykanym w kometach, meteorytach czy nawet we wczesnej chemii ziemskiego życia.
Tego typu cząsteczki były dotąd trudne do wykrycia ze względu na ich skomplikowane widmo emisji radiowej. Między innymi dlatego naukowcy, zanim zidentyfikowali C₆H₆S w obserwacjach astronomicznych, wytworzyli ją sztucznie w laboratorium, poddając tiofenol (C₆H₅SH) wyładowaniu elektrycznemu o bardzo wysokim napięciu, co stworzyło warunki do powstania tej molekuły i pozwoliło uzyskać jej precyzyjny „odcisk palca” radiowy.
Więcej związków w kosmosie niż myślimy
Przestrzeń międzygwiazdowa jest bogatsza chemicznie, niż można by sądzić, a odkrycie cząsteczki C₆H₆S sugeruje, że jeszcze większe i bardziej złożone związki organiczne mogły istnieć i przetrwać przed powstaniem gwiazd. To ma znaczenie nie tylko dla astrochemii, ale także dla badań nad pochodzeniem chemii życia — siarka jest kluczowym elementem wielu białek i enzymów w organizmach ziemskich, a znalezienie jej złożonych związków w obłoku molekularnym wskazuje, że wszechświat może być wyposażony we wstępne „składniki” o dużej złożoności chemicznej.
Prace metodologiczne i międzynarodowa kooperacja
Badania opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Astronomy są efektem współpracy astrofizyków i chemików z różnych instytucji, takich jak Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics w Niemczech oraz Centro de Astrobiología (CAB) w Hiszpanii. Połączenie precyzyjnej spektroskopii laboratoryjnej z danymi radioteleskopowymi z obserwatoriów IRAM i Yebes umożliwiło wiarygodną identyfikację tej molekuły w odległym obłoku.
Odkrycie to nie tylko rozszerza katalog znanych cząsteczek międzygwiazdowych, ale również tworzy podstawy do poszukiwania kolejnych skomplikowanych związków organicznych, które mogą odgrywać rolę w chemii wczesnych etapów formowania się układów planetarnych, a w konsekwencji — warunków sprzyjających życiu.
